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平坝区夏云镇毛栗园涝区治理分析研究

2020-04-24刘廷海周华强

水利科学与寒区工程 2020年1期
关键词:水洞隧洞高程

刘廷海,周华强

(贵州省水利水电勘测设计研究院,贵州 贵阳 550002)

1 基本情况

平坝区夏云镇位于平坝东南面,地处黔中腹地,坐落于高原明珠红枫湖畔,是红枫湖主要的水源地和贵州西线黄金旅游通道,公路四通八达。东北距贵阳市42 km,西南与贵州西线旅游中心城市安顺市相距44 km,滇黔公路、贵黄高等级公路、清镇高速公路和贵昆株六复线铁路横贯全境,区位优越、交通便利,素有“平坝东大门”之称。全镇总占地面积89.58 km2,耕地面积20.5 km2,森林覆盖率为27.9%。下辖14个行政村、93个村民组、驻境国营大中型企业、农场五个。

毛栗园涝区位于夏云镇东北部、毛栗河下游,主要受淹没区为毛栗园村对门寨。地理位置如图1所示。

图1 毛栗园涝区位置图

2 涝区基本特征和涝灾情况

2.1 涝区特征

毛栗河发源于夏云镇北部大坡,发源地高程1383.5 m,往东南经黄家龙潭、小坡上、秧田坡、毛栗园,穿贵安大道,于对门寨落水洞进入伏流。伏流以上流域面积8.25 km2,河长4.65 km,河道比降10.48‰。

毛栗河位于夏云镇集镇东北部,上游流经新兴的夏云工业园区,由于建设用地不断扩大,地面被硬化,洪水陡涨陡落,洪峰流量增大,并且下游末端毛栗园依靠消水洞排水能力不足,一旦发生暴雨,洪水不能顺利排出,极易在下游造成严重的淹没。

毛栗河防洪治理存在的主要问题是毛栗园村洼地排涝问题。毛栗河流至毛栗园村后,地势四周高中间低,主要通过最低处的消水洞下渗排洪,雨水通过消水洞进入地下后最终进入红枫湖。目前,由于消水洞堵塞或红枫湖水位顶托等原因,排洪能力已严重不足,一旦发生大暴雨,上游洪水至毛栗园后无法排出,造成毛栗园村一带汪洋一片,淹没毛栗园村和周边耕地,极大地影响了老百姓生命财产安全,因此,急需开展毛栗园涝区治理。

2.2 涝灾情况

2017年6月3日,平坝区大范围突降暴雨,最大降雨量达117 mm,山洪暴发、河水漫堤、大量洪水涌入涝区内,涝区内低洼地带被淹最深达2.0~3.0 m,导致毛栗村、对门寨严重内涝,大量农田被淹,部分房屋被淹。

2017年6月21日20时至6月28日8时,降雨量180.2 mm,导致夏云镇辖区内多处发生水淹情况,特别是毛栗园村对门寨。全镇8村1社区农作物受灾共计237.33 hm2,受灾农户65户,持续降雨导致毛栗园对门寨受淹,水位下降较慢。

3 治理方案分析

毛栗园涝区治理主要考虑原排水洞疏通、打排涝隧洞、新开排涝河道等方案,经分析比选,最终确定合理的治理方案。

毛栗园消水洞为地下入渗消坑,洪水进入消水洞后直接渗入地下,排水通道未知,更没有足够的断面可以进入疏通,且距离红枫湖回水较近,高程相差不大,没有明确的红枫湖岸边地表出露点。因此,不具备通过疏通原有消水洞来治理毛栗园排涝的条件,也无从下手。

根据涝区治理基本思路,结合毛栗园地形地貌、地质条件、土地占用等因素,毛栗园排涝治理可采用开挖排涝河道排洪(方案一)和打排涝隧洞方案(方案二)。

3.1 开挖排涝河道排洪方案

根据“高水高排,低水低排,分片排水”的排涝原则,在河道上中游新开河道分洪,使洪水绕开洼地淹没区域,另辟通道排入红枫湖。从G320贵黄公路桥断面处新开河道将洪水从毛栗园洼地上游引走,河道以毛栗河贵黄公路桥断面为起点,平行于贵黄公路东北方向走向,在尖坡附近折向东南方向,在龙潭坡注入红枫湖,河道具体路线布置如图2所示,长约2.5 km。经洪水分析计算[1-2],贵黄公路桥断面10 a一遇洪峰流量为68.6 m3/s,而下游最末端洪峰流量为76 m3/s,因此该河道能够分走大部分洪水,从而考虑将毛栗河由此改道,在贵黄公路桥断面附近设分洪闸坝,汛期通过关闭闸门使上游全部由新开河道泄洪,非汛期打开闸门从原河道排水。

3.2 打排涝隧洞方案

由于消水洞东面受龙潭坡寨子限制,排涝隧洞只能沿消水洞东南方向打隧洞穿过小山包后出露地表,再新开排涝河道至红枫湖。规划方案排水方向如图3所示,其中排涝隧洞长约700 m,新开排涝河道长约1850 m。

图3 排涝隧洞布置示意图

3.3 方案分析与选择

两个方案相比较,方案二即打排涝隧洞方案实现的可行性很小。

方案二受到限制条件主要是地形高差因素。毛栗园原排洪洞洞底高程为1241.0 m,而下游红枫湖水面高程为1238.0 m,两者高差仅为3.0 m左右。即使考虑到消水洞处的耕地高程也仅为1246.3 m,排涝隧洞起始断面洪水位必须低于此高程,考虑3.0 m左右洪水深,隧洞底部高程最高只能到1243.3 m,与红枫湖的高差也仅为5.3 m。另一方面,该方案排涝隧洞排涝河道走线龙潭坡附近南部地表高程大约在1248.0 m左右,高于消水洞处高程,排洪隧洞和渠道非常平缓,只有很小的坡降,即使这样,新开河道也需要大规模深挖,工程量巨大。另外该方案隧洞和渠道总长度长达2550.0 m,与方案一长度相当,但排水条件和工程量大大劣于方案一,因此经分析隧洞方案不能解决毛栗园涝区问题,本规划推荐方案一,即开挖排涝河道排洪方案。

采用方案一,新规划的河道全河段走向均为耕地,涉及到房屋和基础设施拆迁很少,主要是要穿两段简易公路,这可以通过河道施工后再架桥恢复交通通行。河道走向现状从起点至尖坡段现状地面高程在1250 m左右,尖坡至汇口段地面高程从1250 m至红枫湖水位1238 m,通过明挖新开河道能够满足洪水自流泄洪的条件。

本规划新开的排涝河道下游段涉及到清镇市范围内,需要加强与清镇市的协调,做好相关土地占用和补偿工作。

4 治理规划

4.1 治理标准

采用开挖排涝河道排洪的方案,按《防洪标准》(GB 50201—2014)确定治理标准,毛栗河防洪排涝工程治理标准为10 a一遇[3-4]。

4.2 治理措施

根据毛栗河治理方案,毛栗河治理措施主要是修建排涝河道及其相关附属设施。

毛栗河排涝河道以毛栗河贵黄公路桥断面为起点,平行于贵黄公路东北方向走向,在尖坡附近折向东南方向,在龙潭坡注入红枫湖,长约2.5 km。经洪水分析计算[1-2],10 a一遇防洪标准下,渠道排泄洪水流量约68.6 m3/s。

修建闸坝一座,新开河道起首为拦河坝,坝上建闸门,保障非汛期水量下放到原下游河道。

新开河道自贵黄公路桥至尖坡附近河段,该段长约1.6 km,起始水面高程1249 m,河道开挖后使尖坡附近水面高程1245 m,河道平均坡降为2.5‰。

尖坡至红枫湖河段长约0.9 km,上游水面高程约1245 m,下游水面高程1239 m,平均坡降6.7‰。

4.3 措施设计

排涝河道为梯形断面河道,起点至尖坡河段河底宽6.0 m,岸坡坡比1∶1,水深约2.36 m,下游河段河底宽2.5 m,岸坡坡比1∶1,水深约2.33 m。河道采用浆砌石护脚,生态护坡的结构,河底浆砌石护坡高约1.0 m,以上为土石碾压生态护坡。

4.4 拆迁和占地

排涝河道需要跨两条普通公路,根据河道断面要求,修建桥梁跨河,桥梁底板高程不低于洪水位高程。开挖排涝河道需征占地,初步估算占地面积45 500 m2。

4.5 工程量和投资

治理工程量估算主要有:土方开挖76 890 m3,石方开挖26 010 m3,浆砌石2500 m3,混凝土1882 m3,土石方回填9600 m3,占地45 500 m2,工程治理估算投资1900万元。

5 结论与建议

平坝区夏云镇毛栗园涝区由于毛栗河下游消水洞排泄能力不足,一旦发生暴雨洪水,就会淹没毛栗园村和周边耕地。因此,急需开展毛栗园涝区治理。经过现场考察和深入研究分析,原有消水洞无法疏通,打排涝隧洞方案也不可行,毛栗园涝区治理采用开挖排涝河道排洪方案,治理措施主要是修建排涝河道及其相关附属设施。经分析研究,规划提出的方案和措施技术可行、征占地不大、工程量和投资适中,建议尽快开展勘测设计后实施治理,早日解决毛栗园涝区涝灾淹没问题。

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